Snowmelt duration controls red algal blooms in the snow of the European Alps

Roussel, Leon; Dumont, Marie; Gascoin, Simon; Monteiro, Diego; Bavay, Mathias; Nabat, Pierre; Ezzedine, Jade Abdelattif; Fructus, Mathieu; Lafaysse, Matthieu; Morin, Samuel; Marechal, Eric; Centre d'Etudes de la Neige  ; Centre national de recherches météorologiques  ; Institut national des sciences de l'Univers -Observatoire Midi-Pyrénées  ; Institut de Recherche pour le Développement -Université Toulouse III - Paul Sabatier  ; Université de Toulouse -Université de Toulouse -Institut national des sciences de l'Univers -Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] -Centre National de la Recherche Scientifique -Institut de Recherche pour le Développement -Université Toulouse III - Paul Sabatier  ; Université de Toulouse -Université de Toulouse -Institut national des sciences de l'Univers -Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] -Centre National de la Recherche Scientifique -Centre National de la Recherche Scientifique -Météo-France-Institut national des sciences de l'Univers -Observatoire Midi-Pyrénées  ; 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Direction de Recherche Fondamentale   ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives -Direction de Recherche Fondamentale   ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives -Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement -Université Grenoble Alpes; Centre national de recherches météorologiques  ; Institut national des sciences de l'Univers -Observatoire Midi-Pyrénées  ; Institut de Recherche pour le Développement -Université Toulouse III - Paul Sabatier  ; Université de Toulouse -Université de Toulouse -Institut national des sciences de l'Univers -Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] -Centre National de la Recherche Scientifique -Institut de Recherche pour le Développement -Université Toulouse III - Paul Sabatier  ; Université de Toulouse -Université de Toulouse -Institut national des sciences de l'Univers -Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] -Centre National de la Recherche Scientifique -Centre National de la Recherche Scientifique -Météo-France; ANR-10-LABX-0049,GRAL,Grenoble Alliance for Integrated Structural Cell Biology; ANR-20-CE02-0020,ALPALGA,Microalgues des Alpes; European Project: 949516,IVORI

Snowmelt duration controls red algal blooms in the snow of the European Alps

2024

Roussel, Leon | Dumont, Marie | Gascoin, Simon | Monteiro, Diego | Bavay, Mathias | Nabat, Pierre | Ezzedine, Jade Abdelattif | Fructus, Mathieu | Lafaysse, Matthieu | Morin, Samuel | Marechal, Eric | Centre d'Etudes de la Neige (CEN) ; Centre national de recherches météorologiques (CNRM) ; Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP) ; Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP) ; Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France-Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (Fédération OSUG)-Université Grenoble Alpes (UGA) | Centre d'études spatiales de la biosphère (CESBIO) ; Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP) ; Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE) | Groupe de Météorologie de Grande Échelle et Climat (GMGEC) ; Centre national de recherches météorologiques (CNRM) ; Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP) ; Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP) ; Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France | LIPID ; Physiologie cellulaire et végétale (LPCV) ; Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG) ; Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG) ; Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA) | Centre national de recherches météorologiques (CNRM) ; Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP) ; Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3) ; Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France | ANR-10-LABX-0049,GRAL,Grenoble Alliance for Integrated Structural Cell Biology(2010) | ANR-20-CE02-0020,ALPALGA,Microalgues des Alpes(2020) | European Project: 949516,IVORI

International audience

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English. Algae populate multiple habitats, including snow and ice, where they can form red blooms. These decrease snow albedo, accelerating snowmelt and potentially feeding back on snow and glacier decline caused by climate change. Quantifying this feedback requires the understanding of bloom evolution with climate change. Little, however, is known about the drivers of red snow blooms. Here, we develop an algorithm to analyze 5 y of satellite data from the European Alps and separate bloom occurrences from similarly colored Saharan dust depositions. In a second step, we combine the occurrences of blooms with meteorological data and snow simulations to identify the drivers of blooms. Results show that the upward migration of algae from the ground and blooming requires the presence of liquid water throughout the whole snow column for at least 46 d. Our limited data suggest that moderate dust amounts provide nutrients favorable to bloom, whereas large dust amounts hasten snowmelt and reduce its duration below the threshold required for blooming. Over the period studied, blooms cover 1.3% of the area above 1,800 m elevation, advancing the snow melt-out date by 4 to 21 d in these areas. Under warmer climates, maximum snow mass will decrease whereas snowmelt duration, that controls algal blooms’ occurrences, is less sensitive to global temperature increase. In this respect, the impact of bloom on snowmelt will either remain stable (RCP4.5) or decrease (RCP8.5). Algal blooms in the Alps therefore do not constitute a positive climate feedback.

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AGROVOC Keywords

alps climate change remote sensing satellite snow

Bibliographic information

Publisher

CCSD, National Academy of Sciences

Other Subjects

[sdu.stu.gl]sciences of the universe [physics]/earth sciences/glaciology; [sdv.bv]life sciences [q-bio]/vegetal biology; Environment/bioclimatology; Snow algae; [sdv.ee.bio]life sciences [q-bio]/ecology; Sentinel-2

Language

English

License

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/, info:eu-repo/semantics/OpenAccess

ISSN

04731766

Type

Journal Article; Journal Part; Journal Article; Journal Part

Source

ISSN: 0027-8424, EISSN: 1091-6490, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, https://hal.science/hal-04731766, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2024, 121 (41), pp.e2400362121. ⟨10.1073/pnas.2400362121⟩

In AGRIS since: 2024-10-18

Modification date: 2025-10-24

Format: Dublin Core

Data Provider

This bibliographic record has been provided by Institut national de la recherche agronomique

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DOI https://hal.science/hal-04731766 https://hal.science/hal-04731766v1/document https://hal.science/hal-04731766v1/file/Roussel%20et%20al%20PNAS%202024%205MB.pdf

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